世界首次：微观油滴悬浮并逆流而上挑战物理定律

研究人员在实验室利用"茴香酒效应"制造出微型油滴。

德国科学家首次成功记录了微观油滴在流动液体中悬停甚至逆流而上的现象，这违背了典型的流体行为规律。达姆施塔特工业大学研究团队通过显微镜捕捉到的这种惊人现象，揭示了一种前所未有的流体力学原理。

该研究由达姆施塔特工业大学博士生、论文第一作者斯蒂芬·比斯万格领衔。团队认为这项发现对过程工程、分析化学和微流体技术领域具有重要意义。比斯万格解释道："液滴静止悬浮甚至逆流运动的现象此前不为人知，我们首次对此进行了记录和理论阐释。"

神奇现象

研究团队运用"茴香酒效应"在实验室制造实验用油滴。这种效应指茴香风味烈酒加水后出现的浑浊现象——精油形成微滴使酒液变为乳白色，且无需添加表面活性剂。通过将酒精-油混合物注入狭窄流道的水中，团队成功生成微观油滴。

借助高速摄像机观察油滴在流动条件下的行为，他们发现这些微滴能够抵抗水流、保持静止甚至逆流而上。比斯万格在新闻稿中阐释："使油滴保持静止的力源于其上下两端的表面张力差。"油滴悬停的平衡状态取决于其尺寸与位置、流速以及流道内液体性质等多种因素。

研究人员指出："普遍结论是，当周围液体为多组分混合物时，马兰戈尼应力能够逆转液滴在流道中的运动方向。"

超越微观的影响

虽然该现象仅在微观尺度和精细控制的实验条件下可见，但其影响可能超越实验室范畴。研究人员认为，在乳剂等宏观尺度系统中也可能观察到类似效应——例如水中分布无数微小油滴的液体体系。

达姆施塔特工业大学微纳流体学教授斯特芬·哈特博士指出，在这种体系中，观测到的效应可能在单个容器内同时发生数十亿次，并可能形成复杂图案。哈特总结道："我们观察并描述的这种现象，未来或可用于从液体中提取微量液滴或气泡进行分析。"

这项由德国研究基金会资助的发现，也为分析化学开辟了新可能性。团队认为该效应可用于选择性捕获或提取流动液体中的微量液滴/气泡，为芯片实验室系统、化学分析和诊断技术提供新工具。

研究成果已预发表在《软物质》期刊网络版，预计纸质版将于2026年1月底正式出版。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！